高二物理选择性必修二3.4电能的输送

3.4电能的输送第三章

交变电流我国很多发电厂建在能源聚集的本部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？问题输

送

电

能

的

基

本

要

求可

靠保证供电线路可靠地工作，故障少。保质保证电能的质量—电压和频率稳定。经济输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。一降低输电损耗的两个途径设输电电流为I，输电线的电阻为r，则输电线上的功率损失为P=I2r。据此，可以有两个途径来减少输电损失。﹡选用电阻率小的金属材料，例

如铜、铝来制造输电线。﹡增加导线的横截面积。但是，导线横截面积的增加是有一定限度的。过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗给铺设工程带来困难。减小输电线电阻减小输电导线中的电流为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。发电厂用户UrI假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r1．怎样计算输电线路损失的功率？2．在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？3．通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？发电厂用户UrI4．怎样计算用户消耗的功率P?5．在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？

结论：提高输电电压，从而减少输电线路的电流，是减少电能损失的行之有效的办法现代远距离输电的电压都很高：目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线已经采用500kV的750kV的超高压，西北电网的电压甚至达到1100kV的特高压。输电电压是不是越高越好？电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压.二

电网供电发电站长距离输电线路发电机组输出10kV左右的电压升压到几百千伏降到100kV左右降到10kV左右降到200V/380V14223UUUURI用线

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器远距离高压输电原理图

电压之间的关系是：功率之间的关系是：电流之间的关系是：～P1=P2U2=U损+U3I2=Ir=I3P2=P损+P3P3=P4P损U损

现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对一”的供电方式，而是通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网。二

电网供电采用电网送电的优势可以在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益优势一电网可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。优势二可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力，使得电气化社会的主要能源--电力的供应更加可靠，质量更高。优势三1、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率变为原来的（）

A.10倍 B.1/10倍

C.100倍 D.1/100倍D

2（多选）发电厂电机的输出电压为U1，发电厂至学校的的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率可表示为：（）

A．U12/R

B．(U1-U2)2/R

C．I2R D．(U1-U2)IBCD

3、一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的损耗。求：（1）升压变压器的副线圈两端电压；（2）输电导线上的功率损失；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比；（4）用户得到的功率。14223UUUURI用线

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4～4、学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大？5某发电机输出功率P=100千瓦，发电机端电压U=250伏，向远距离